Синтетическая биология: новые аминокислоты, новые белки | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW
Первые в истории человечества искусственные постройки были сооружены, конечно же, из природных материалов — глины, древесины, камней. Сегодня строители располагают поистине необъятным ассортиментом искусственных материалов — от бетона и стали до пластмасс и стекла. Столь широкий выбор стройматериалов и связанные с ними новые возможности предопределили и изменения в архитектуре сооружений. Похоже, сходные метаморфозы ждут нас и в биологии.
Новые задачи требуют новых белков
Природа создала практически все живые организмы — от бактерии до человека — по одному рецепту: наследственная информация, закодированная в генах, определяет состав и последовательность синтеза белков в клетках. Именно белки, собственно, и являются основой жизни — по крайней мере, в той форме, в которой она существует на Земле. Белки же представляют собой высокомолекулярные органические вещества, состоящие преимущественно из аминокислот.
Набор аминокислот, образующих белки, невелик: их всего 20, так что все гигантское многообразие свойств белковых молекул определяется лишь различными комбинациями этих аминокислот.
Так задумала природа. Однако эти рамки представляются некоторым исследователям слишком узкими. В их числе и Недилько Будиша (Nediljko Budiša), хорватский ученый, работающий в Германии, в Институте биохимии Общества Макса Планка в Мартинсриде близ Мюнхена: «Все живые организмы используют эти 20 основных кирпичиков для синтеза белков, — поясняет ученый. — Но природа не могла предусмотреть, что мы поставим перед собой какие-то новые цели и начнем развивать биотехнологии».
Это и побудило исследователя взяться за создание новых аминокислот — с тем, чтобы использовать их в качестве составных элементов новых белков. Он начал с того, что сконструировал две не существующие в природе аминокислоты, а затем ему удалось заставить бактерии производить белки, в состав которых вошли и эти самые искусственные субстанции.
Сегодня ученый уже владеет богатым ассортиментом приемов, с помощью которых он может заставить бактерии встраивать в синтезируемые ими белки самые разные химические элементы, природой там отнюдь не предусмотренные.
Фторопласты, липазы и катализаторы
«Фтор — это элемент, который природа практически никогда не использовала, или использовала крайне редко, — говорит Недилько Будиша. — Так, в организме человека фтор содержится разве что в зубной эмали. Это связано, прежде всего, с тем, что фториды — кристаллические соединения, в форме которых фтор встречается в природе, — нерастворимы в воде. Между тем, за последние годы и десятилетия в мире сформировалось целое направление органической химии, занимающееся фторсодержащими соединениями. Это чрезвычайно перспективное направление, здесь уже имеются весьма значительные достижения. Если мы искусственно создадим фторсодержащую аминокислоту и встроим ее в белок, то такой белок может и в органических растворителях быть таким же активным, как в воде».
Химической промышленности такие фторсодержащие белки будут как нельзя более кстати. Ведь сегодня фторопласты, то есть полимеры, содержащие атомы фтора и обладающие поэтому высокой химической стойкостью, получают чисто химическим путем, используя метод электролиза. Между тем, в биореакторах синтез фторопластов был бы более экологичным и обходился бы дешевле, — уверен Недилько Будиша.
Еще один пример — это липазы, водорастворимые ферменты, помогающие расщеплять жиры. Они широко применяются в моющих средствах и стиральных порошках. Путем внедрения в состав этих ферментов целого ряда специальных, не существовавших ранее в природе, аминокислот исследователю удалось существенно повысить эффективность моющих средств.
«Если говорить о важных в промышленном отношении ферментах, то их эффективность — как, например, в случае с этими липазами, — можно повысить ни много ни мало в 10 раз, — подчеркивает Недилько Будиша. — Ну, скажем, в 10 раз уменьшить расход катализаторов, необходимых для поддержания технологических процессов. Ведь эти катализаторы чрезвычайно дороги, и вот появляется возможность повысить их эффективность в 10 раз».
То, что поначалу выглядело — а возможно, и было, — забавой, сегодня стало уже серьезной инновацией. Казалось бы, промышленность должна двумя руками ухватиться за эту разработку. Но не тут-то было, — сетует Недилько Будиша: «Сравнивая свою ситуацию с ситуацией моих американских коллег, я должен сказать, что немецкая промышленность не проявляет особого интереса к новым технологиям. Она берет только то, что полностью готово к внедрению и не требует никаких дополнительных капиталовложений».
Впрочем, 20-ти аминокислотам потребовалось 3,5 миллиарда лет на то, чтобы прочно занять свое место в составе белков. Ясно, что новичкам приходится туго.
Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева
Белки. Их значение в питании человека реферат по биологии
Содержание 1 Виды белков……………………………………………………..
……………………………………….. 3 2 Состав и свойства белков……………………………………………………………………………. 6 3 Функции белков…………………………………………………………………………………………. 9 4 Обмен белков……………………………………………………………………………………………… 11 5 Заключение……………………………………………………………………………………………….. 14 Введение Более 4 млрд лет назад на Земле из маленьких неорганических молекул непостижимым образом возникли белки, ставшие строительными 0 0 1 F 0 0 1 Fбло ками живых организмов. Своим бес конечным разнообразием всё 0 0 1 Fживое обязано именно уникальным молеку лам белка, и иные формы жизни во Вселенной науке пока неизвестны. Белки, или протеины (от греч. «протос» — «первый»), — это 0 0 1 F 0 0 1 Fприрод ные органические соединения, кото рые обеспечивают все 0 0 1 Fжизненные процессы любого организма.
Из бел ков построены хрусталик 0 0 1 Fглаза и па утина, панцирь черепахи и ядовитые вещества грибов… С помощью белков мы перевариваем пищу и боремся с болезнями. Благодаря 0 0 1 Fособым белкам по ночам светятся светлячки, а в глу бинах океана мерцают 0 0 1 Fтаинствен ным светом медузы. Белковых молекул в живой клетке во много раз больше, чем всех 0 0 1 Fдругих (кроме воды, разумеется!). Учёные вы яснили, что у большинства 0 0 1 F 0 0 1 Fорганиз мов белки составляют более полови ны их сухой массы. 0 0 1 FВпервые белок был выделен (в ви де клейковины) в 1728 г. итальянцем Якопо Бартоломео Беккари (1682— 1766) из пшеничной муки. 0 0 1 F 0 0 1 FЭто собы тие принято считать рождением хи мии белка. С тех пор почти за три столетия из природных источников получены тысячи различных белков и исследованы их свойства. плохо. Плохое усвоение растительного белка вызвано несколькими причинами: • толстые оболочки клеток растительных белков, часто не поддающиеся действию пищеварительных соков; • наличие ингибиторов пищеварительных ферментов в некоторых растениях, например, в бобовых; • трудности расщепления растительных белков до аминокислот.
Рыбный белок. Установлено, что изолят рыбного белка еще значительно медленнее, чем казеин расщепляется до аминокислот. Расщепление изолята до пептидов не прекращалось даже через 3 часа с момента введения белка. Состав и свойства белков Белки — высокомолекулярные органические вещества, характерными особенностями которых является их строго определенный элементарный 0 0 1 Fсо став. Таблица 2. Состав белка. Наименование элемента 0 01 FСодержание элемен та (в %) Углерод Водород Азот Кислород Сера Зола 50-55 6,5-7,3 15-18 21-24 0-2,4 0-0,5 Особенно характерен для белков 15-18% уровень содержания азота. На заре белковой химии, когда не умели еще определять ни молекулярную массу белков, ни их химический состав, ни тем более структуру белковой молекулы, этот показатель играл большую роль при решении вопроса о 0 0 1 Fпринадлежно сти высокомолекулярного вещества к классу белков. Естественно, что сейчас данные об элементарном составе белков утратили свое былое значение для их характеристики. Белки вступают во взаимодействие с самыми различными веществами.
Объединяясь друг с другом или нуклеиновыми кислотами, полисахаридами и липидами, они образуют рибосомы, митохондрии, 0 0 1 Fлизосомы, мембраны эн доплазматической сети и другие субклеточные 0 0 1 Fстрктуры, в которых благо даря пространственной организации белков и 0 0 1 Fсвойственной ряду из них фер ментативной активности осуществляются многообразные процессы обмена веществ. Поэтому именно белки играют выдающуюся роль в явлениях жизни. По своей химической природе белки 0 0 1 Fявляются гетерополимерами протеино генных аминокислот. Их молекулы 0 0 1 Fимеют вид длинных цепей, которые состо ят из аминокислот, соединенных пептидными связями. В самых маленьких полипептидных цепях белков содержится около 50 аминокислотных остатков. В самых больших — около 1500. В настоящее время первичная структура белка выявлена примерно у 2 тысяч белков. У инсулина, рибонуклеазы, лизоцима и гормона роста она 0 0 1 Fпод тверждена путем химического синтеза. Число аминокислотных остатков, входящих в молекулы отдельных белков, весьма различно: в инсулине 51, в миоглобине — около 140.
Поэтому и относительная молекулярная масса белков колеблется в очень широких пределах — от 10 тысяч до многих миллионов На основе определения относительной молекулярной массы и элементарного анализа установлена эмпирическая формула белковой молекулы — гемоглобина крови (C738h2166O208S2Fe)4 Меньшая молекулярная масса может быть у простейших ферментов и некоторых гормонов белковой природы. Например, молекулярная масса гормона инсулина около 6500, а белка вируса гриппа — 320 000 000. Вещества белковой природы (состоящие из остатков 0 0 1 Fаминокислот, соединенных между собой пептидной связью), имею щие 0 0 1 Fотносительно меньшую молекулярную массу и меньшую сте пень пространственной организации макромолекулы, называются полипептидами. Провести резкую границу между белками и полипептидами трудно. В большинстве случаев белки отличаются от других природных полимеров 0 0 1 F(каучука, крахмала, целлюлозы), тем, что чистый инди видуальный белок содержит только молекулы одинакового строения и массы.
Исключением является, например, желатина, в составе которой входят макромолекулы с молекулярной массой 12 000— 70000. 0 0 1 FСтроением белков объясняются их весьма разнообразные свой ства. Они имеют разную растворимость: некоторые растворяются в воде, другие — в разбавленных растворах нейтральных солей, а некоторые совсем не обладают свойством растворимости (например, белки покровных тканей). При растворении белков в воде образуется своеобразная молекулярно- Сократительную функцию выполняют белки, в результате взаимодействиях которых происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов. Структурная функция белков заключается в том, что они составляют основу строения клетки; некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей и кожи, эластин сосудистой стенки и др.) выполняют почти исключительно структурную функцию. В комплексе с липидами (преимущественно фосфолипидами) белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.
Гормональную функцию выполняют белки-регуляторы обмена веществ. Они относятся к гормонам, которые образуются в железах внутренней секреции, некоторых органах и тканях организма. Питательная функция осуществляется белками, которые являются резервными, или питательными. Белки яйца обеспечивают рост и развитие плода, белки молока служат источником питания для новорожденного. Перечисленные функции белков являются наиболее важными и специфичными, но ими не ограничивается значение белков для жизнедеятельности организма. Обмен белков После расщепления белков в пищеварительном тракте образовавшиеся аминокислоты всасываются в кровь. В кровь всасывается также незначительное количество полипептидов — соединений, состоящих из нескольких аминокислот. Из аминокислот клетки нашего тела синтезируют белок, причем белок, который образуется в клетках человеческого организма, отличается от потребленного белка и характерен для человеческого организма. Образование нового белка в организме человека и животных идет беспрерывно, так как в течении всей жизни взамен отмирающих клеток крови, кожи, слизистой оболочки, кишечника и т.
д. создаются новые, молодые клетки. Для того чтобы клетки организма синтезировали белок, необходимо, чтобы белки поступали с пищей в пищеварительный канал, где они подвергаются расщиплению на аминокислоты, и уже из всосавшихся аминокислот будет образован белок. Если же, минуя пищеварительный тракт, ввести белок непосредственно в кровь, то он не только не может быть использован человеческим организмом, он вызывает ряд серьезных осложнений. На такое введение белка организм отвечает резким повышением температуры и некоторыми другими явлениями. При повторном введении белка через 15-20 дней может наступить даже смерть при параличе дыхания, резком нарушение сердечной деятельности и общих судорогах. Белки не могут быть заменены какими-либо другими пищевыми веществами, так как синтез белка в организме возможен только из аминокислот. Для того чтобы в организме мог произойти синтез присущего ему белка, необходимо поступление всех или наиболее важных аминокислот. Из известных аминокислот не все имеют одинаковую ценность для организма.
Среди них есть аминокислоты, которые могут быть заменены другими или синтезированными в организме из других аминокислот; наряду с этим есть и незаменимые аминокислоты, при отсутствии которых или даже одной из них белковый обмен в организме нарушается. Белки не всегда содержат все аминокислоты: в одних белках содержится большее количество необходимых организму аминокислот, в других — незначительное. Разные белки содержат различные аминокислоты и в разных соотношениях. Белки, в состав которых входят все необходимые организму аминокислоты, называются полноценными; белки, не содержащие всех необходимых аминокислот, являются неполноценными белками. Для человека важно поступление полноценных белков, так как из них организм может свободно синтезировать свои специфические белки. Однако полноценный белок может быть заменен двумя или тремя неполноценными белками, которые, дополняя друг друга, дают в сумме все необходимые аминокислоты. Следовательно, для нормальной жизнедеятельности организма необходимо, чтобы в пище содержались полноценные белки или набор неполноценных белков, по аминокислотному содержанию равноценных полноценным белкам.
Поступление полноценных белков с пищей крайне важно для растущего организма, так как в организме ребенка не только происходит восстановление отмирающих клеток, как у взрослых, но и в большом количестве создаются новые клетки. Обычная смешанная пища содержит разнообразные белки, которые в сумме обеспечивают потребность организма в аминокислотах. Важна не только биологическая ценность поступающих с пищей белков, но и их количество. При недостаточном количестве белков нормальный рост организма приостанавливается или задерживается, так как потребности в белке не покрываются из-за его недостаточного поступления. Белки поступают в организм человека и животных с различными пищевыми продуктами, в которых содержание белка колеблется в широких пределах. Приведем таблицу, дающую представление о содержании белка в некоторых продуктах питания.
Диетологический центр в Москве | Центр похудения для детей и взрослых
Снижение веса
и восстановление здоровья
Клиника «Питание и здоровье» предлагает уникальные программы восстановления здоровья, лечебного и диетического питания и коррекции фигуры в амбулаторных условиях.
Программы разработаны совместно со специалистами Национальной ассоциации диетологов и нутрициологов и Института Питания РАМН.
Персональная генетическая диета PLUS
теперь в Клинике «Питание и здоровье»!
Семинар «Нет диетам»
Приглашаются все желающие «разобраться с питанием»
Колонка главного врача
21.05.2018
Многие из вас, дорогие друзья, приходят на приём к нашим специалистам с одной и той же жалобой: «Всё перепробовал(а) — не могу похудеть!». Когда начинаешь выяснять, а что конкретно «всё», то оказывается, что это преимущественно разные диеты из интернета, советы друзей и знакомых и другие «проверенные» источники информации. Казалось бы: люди успешно похудели с помощью той или иной диеты, а у вас ничего не получается.
Читать полностью
Индекс массы тела (ИМТ)
Индекс массы тела — величина, позволяющая оценить степень соответствия массы человека и его роста и, тем самым, косвенно оценить, является ли масса недостаточной, нормальной или избыточной.
ИМТ = (вес в килограммах) : (рост в метрах)2
Рассчитайте Ваш индекс массы тела:
Избавиться от лишних килограммов и кардинально преобразиться Вам поможет клиника похудения «Питание и здоровье» в Москве. Врачи нашей клиники используют научный подход. С нами Вы достигнете идеальных результатов в минимальные сроки и с небольшими усилиями. В центре похудения Вам всегда рады оказать профессиональную помощь!
Залог успешного снижения веса заключается в применении научных знаний. В клинике «Питание и здоровье» работают специалисты, многие из которых приобрели свой опыт в клинике Института питания РАМН. Все врачи нашего диетологического центра — доктора и кандидаты наук, профессора. Научный руководитель клиники – член-корреспондент РАМН, профессор Б.С. Каганов, в течение 8 лет руководивший клиникой НИИ питания. Здесь успешно используют самые прогрессивные методы избавления пациентов от лишнего веса, основанные на персонифицированном подходе.
В ходе лечения учитываются показатели обмена веществ, индивидуальные особенности организма (состав тела, лабораторные показатели, психологический статус) и наличие сопутствующих заболеваний. Всё это позволяет добиваться отличных результатов, доказательством которых являются благодарные отзывы пациентов.
В центре диетологии для Вас подберут индивидуальный рацион и (при необходимости) характер физической активности, Вы будете проходить регулярные обследования и постоянно находиться под контролем врача. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность скорректировать схему диетотерапии с учетом реакции Вашего организма.
Преимущества обращения к нам:
- Только научно обоснованные методы.
- Команда, состоящая из кандидатов и докторов наук, профессоров.
- Индивидуальный подход.
- Полный анализ обмена веществ, физического и психического состояния пациента.
- Постоянное диетологическое сопровождение.
- Приемлемая стоимость.
Медицинский центр похудения для детей, подростков и взрослых
«Питание и здоровье» — медицинский центр диетологии, который уже изменил жизнь тысяч людей, ранее испытывавших дискомфорт от излишнего веса.
Применяемые программы и методики являются гарантированно безопасными, а наши специалистами может быть разработана оптимальная и эффективная диета как для детей, так и взрослых.
Мы уделяем внимание абсолютно всем своим пациентам, и в особенности — самым юным. Важно понимать, что полнота в раннем возрасте — это большая опасность для здоровья в будущем, сопровождающаяся не только заболеваниями различных органов, но и психологическими проблемами. Центр похудения для детей и взрослых — именно то место, где без рисков и при этом гарантированно Вам и Вашему ребенку помогут стать более здоровым и уверенным в себе. Сегодня существует множество коммерческих центров диетологии в Москве, однако лишь немногие из них в своей работе ориентируются на безопасное избавление от лишнего веса, используя научный подход. Опытные врачи клиники «Питание и здоровье» сделают Вашу жизнь и жизнь Вашего ребенка более счастливой!
Значение белков в питании человека
1. Значение белков в питании человека
ГОУ ВПО Казанский Государственный Медицинский
Университет Федерального агентства по здравоохранению и
социальному развитию
Кафедра общей гигиены с курсом радиационной гигиены
Значение
белков в
питании
человека
Работу выполнила: студентка группы 5103 Зиннатуллина Алия Данисовна
Работу проверила: старший преподаватель, к.
м. н. Растатурина
Луиза Нуруллаевна
Казань, 2016 г.
Более 4 млрд лет назад на Земле из неорганических
молекул возникли белки, ставшие строительными
блоками живых организмов. Своим бесконечным
разнообразием всё живое обязано именно уникальным
молекулам белка, и иные формы жизни во Вселенной
науке пока неизвестны.
Белки, или протеины (от греч. «протос» — «первый»), — это
природные органические соединения, которые обеспечивают все
жизненные процессы любого организма. Из белков построены
хрусталик глаза и паутина, панцирь черепахи и ядовитые вещества
грибов . С помощью белков мы перевариваем пищу и боремся с
болезнями. Благодаря особым белкам по ночам светятся светлячки, а в
глубинах океана мерцают таинственным светом медузы.
Впервые белок был
выделен (в виде
клейковины) в 1728 г.
итальянцем Якопо
Бартоломео Беккари
(1682— 1766) из
пшеничной муки. Это
событие принято
считать рождением
химии белка.
С тех пор
почти за три столетия
из природных
источников получены
тысячи различных
белков и исследованы
их свойства.
Белки относятся к эссенциальным, т.е. незаменимым,
компонентам рациона питания, т.к. организм человека не
имеет резервов белка. Без белков невозможны жизнь,
рост, развитие организма.
7. Виды белков
—
Виды белков
Белки куриных яиц.
Белки молочной сыворотки
Казеин
Соевые белки.
Растительные белки.
Рыбный белок.
Белки куриных яиц.
Цельный яичный белок имеет
наивысшую усваиваемость и
считается эталонным,
относительно которого
оцениваются все остальные белки.
Как известно куриное яйцо
состоит из белка, который
практически на 100% состоит из
альбумина (овоальбумина) и
желтка.
Для производства пищевых
добавок используется как цельный
яичный белок, так и отдельно
яичный альбумин.
Белки молочной сыворотки
Белки молочной сыворотки имеют
наивысшую скорость расщепления среди
цельных белков.
Концентрация
аминокислот и пептидов в крови резко
возрастает уже в течение первого часа
после приема питания на основе белков
молочной сыворотки. При этом не
меняется кислотообразующая функция
желудка, что исключает нарушение его
работы и образование газов.
Усваиваемость белков молочной
сыворотки исключительно высока.
Основным источником получения
сывороточных белков является сладкая
молочная сыворотка, образующаяся при
производстве сычужных сыров. Сама по
себе сладкая молочная сыворотка не
находит применения при производстве
пищевых добавок.
Казеин
Как правило, казеин вводится в смеси для детского питания, что по
современным представлениям считается биологически
оправданным. Так при попадании в желудок казеин
створаживается, превращаясь в сгусток, который переваривается
продолжительное время, обеспечивая сравнительно низкий темп
расщепления белка. Это приводит к стабильному и равномерному
поступлению аминокислот в организм интенсивно растущего
ребенка.
При нарушении этого ритма усваивания (применение
смесей на основе белков молочной сыворотки) приводит к тому,
что организм ребенка на этом этапе развития не успевает
усваивать интенсивный поток аминокислот, что может приводить к
различного рода отклонениям в развитии ребенка. Поэтому
диетологи рекомендуют для грудных детей применять смеси на
основе казеина.
Что же касается взрослого человека, то низкая усваиваемость, а
также медленное прохождение сгустков казеина по желудочнокишечному тракту неприемлемы, особенно при повышенных
физических нагрузках. Поэтому пищевые добавки созданные на
основе одного казеина (казеинатов) малоэффективны.
Что касается усваиваемости, то по мере увеличения содержания
сывороточных белков она постепенно возрастала. Полученные
данные подтвердили известный факт лучшей перевариваемости
сывороточных белков пищеварительными ферментами по
сравнению с казеином.
Соевые белки
Соевый белок хорошо сбалансирован по
аминокислотам, в том числе и по незаменимым.
После потребления соевых белков появляется
четкое снижение уровня холестерина в крови,
поэтому их целесообразно использовать в
рационе людей с избыточным весом, а также
людей страдающих непереносимостью молочных
продуктов. Для производства пищевых добавок
используются соевая мука (содержит 40-50%
белка), соевый концентрат (65-75%) и соевый
изолят (свыше 85%).
Однако главный недостаток соевого белка наличие ингибитора пищеварительного
фермента трипсина. Его количество зависит от
технологии переработки соевых бобов. Для
избавления от ингибитора нужна
дополнительная обработка белка с помощью
ферментативного гидролиза
(пятидесятиминутный электрофорез
панкреатином). Также существуют данные, что
соевый белок оказывает повреждающее
действие на стенки тонкой кишки. Все это
значительно ограничивает применение соевого
белка в пищевых добавках.
В настоящее время уже неопровержимо
доказано, что растительные белки, даже
содержащие необходимый набор
аминокислот усваивается очень плохо.
Плохое усвоение растительного белка
вызвано несколькими причинами:
· толстые оболочки клеток растительных
белков, часто не поддающиеся действию
пищеварительных соков;
· наличие ингибиторов
пищеварительных ферментов в
некоторых растениях, например, в
бобовых;
· трудности расщепления растительных
белков до аминокислот.
Состав белка
Наименование элемента
Содержание элемента
(в %)
Углерод
Водород
Азот
Кислород
Сера
Зола
50-55
6,5-7,3
15-18
21-24
0-2,4
0-0,5
15. Функции белков
С белками связано все многообразие функций
организма, однако, наиболее важными из них
являются:
каталитическая
транспортная
·защитная
сократительная
структурная
гормональная
питательная
Обмен белков
После расщепления белков в пищеварительном тракте образовавшиеся
аминокислоты всасываются в кровь. В кровь всасывается также
незначительное количество полипептидов — соединений, состоящих из
нескольких аминокислот.
Из аминокислот клетки нашего тела
синтезируют белок, причем белок, который образуется в клетках
человеческого организма, отличается от потребленного белка и
характерен для человеческого организма.
Образование нового белка в организме человека и животных идет
беспрерывно, так как в течении всей жизни взамен отмирающих клеток
крови, кожи, слизистой оболочки, кишечника и т. д. создаются новые,
молодые клетки. Для того чтобы клетки организма синтезировали белок,
необходимо, чтобы белки поступали с пищей в пищеварительный канал,
где они подвергаются расщеплению на аминокислоты, и уже из
всосавшихся аминокислот будет образован белок.
Если же, минуя пищеварительный тракт, ввести белок непосредственно в
кровь, то он не только не может быть использован человеческим
организмом, он вызывает ряд серьезных осложнений. На такое введение
белка организм отвечает резким повышением температуры и
некоторыми другими явлениями. При повторном введении белка через
15-20 дней может наступить даже смерть при параличе дыхания, резком
нарушение сердечной деятельности и общих судорогах.
Белки не могут быть заменены какими-либо другими пищевыми
веществами, так как синтез белка в организме возможен только из
аминокислот.
Для того чтобы в организме мог произойти синтез присущего ему белка,
необходимо поступление всех или наиболее важных аминокислот.
Из известных аминокислот не все имеют одинаковую ценность
для организма. Среди них есть аминокислоты, которые могут
быть заменены другими или синтезированными в организме из
других аминокислот; наряду с этим есть и незаменимые
аминокислоты, при отсутствии которых или даже одной из них
белковый обмен в организме нарушается.
Белки не всегда содержат все аминокислоты: в одних белках
содержится большее количество необходимых организму
аминокислот, в других — незначительное. Разные белки содержат
различные аминокислоты и в разных соотношениях.
Белки, в состав которых входят все необходимые организму
аминокислоты, называются полноценными; белки, не
содержащие всех необходимых аминокислот, являются
неполноценными белками.
Для человека важно поступление полноценных белков, так как
из них организм может свободно синтезировать свои
специфические белки. Однако полноценный белок может быть
заменен двумя или тремя неполноценными белками, которые,
дополняя друг друга, дают в сумме все необходимые
аминокислоты. Следовательно, для нормальной
жизнедеятельности организма необходимо, чтобы в пище
содержались полноценные белки или набор неполноценных
белков, по аминокислотному содержанию равноценных
полноценным белкам.
Обычная смешанная пища
содержит разнообразные белки,
которые в сумме обеспечивают
потребность организма в
аминокислотах. Важна не только
биологическая ценность
поступающих с пищей белков, но
и их количество. При
недостаточном количестве белков
нормальный рост организма
приостанавливается или
задерживается, так как
потребности в белке не
покрываются из-за его
недостаточного поступления.
Содержание белка в некоторых продуктах питания.
Название продукта
содержание белка
Название продукта
содержание белка
мясо
18-22%
горох
26%
рыба
17-20%
картофель
1,5-2%
сыр
20-36%
ржаной хлеб
7,8%
яйца
13%
яблоки
0,3-0,4%
молоко
3,5%
капуста
1,1-1,6%
рис
8%
морковь
0,8-1%
свекла
1,6%
макароны
9-13%
пшено
10%
гречневая крупа
11%
Белки, распадаясь в организме, являются, так же как углеводы и жиры, источником
энергии. Энергия, получаемая при распаде белков, может быть без всякого ущерба
для организма компенсирована энергией распада жиров и углеводов. Однако очень
важно, что организм человека и животных не может обходиться без регулярного
поступления белков извне.
Без белков или их составных частей – аминокислот – не может быть обеспечено
воспроизводство основных структурных элементов органов и тканей, а также
образование ряда важнейших веществ, как, например, ферментов и гормонов.
27. Заключение
Белки играют важнейшую роль в жизнедеятельности всех организмов.
При пищеварении белковые молекулы перевариваются до аминокислот,
которые, будучи хорошо растворимы в водной среде, проникают в кровь
и поступают во все ткани и клетки организма. Здесь наибольшая часть
аминокислот расходуется на синтез белков различных органов и тканей,
часть—на синтез гормонов, ферментов и других биологически важных
веществ, а остальные служат как энергетический материал. Т.е. белки
выполняют каталитические (ферменты), регуляторные (гормоны),
транспортные (гемоглобин), защитные (антитела, тромбин и др.)
функции
Белки — важнейшие компоненты пищи человека. Совокупность
непрерывно протекающих химических превращений белков занимает
ведущее место в обмене веществ организмов. Скорость обновления
белков у живых организмов зависит от содержания белков в пище, а
также его биологической ценности, которая определяется наличием и
соотношением незаменимых аминокислот
Белки растений беднее белков животного происхождения по содержанию
незаменимых аминокислот, особенно лизина, метионина, триптофана.
Белки сои и картофеля по аминокислотному составу наиболее близки
белкам животных. Отсутствие в корме незаменимых аминокислот
приходит к тяжёлым нарушениям азотистого обмена. Поэтому селекция
зерновых культур направлена, в частности, и на повышение качества
белкового состава зерна.
Важность белков в организме человека
Все о важности белков в организме человека | Vahrehvah:
Белки — это молекулы в организме человека, состоящие из аминокислот. Они кодируются нашими генами и составляют основу живых тканей. Они играют центральную роль в биологических процессах.
Для чего в организме используются белки? Белок используется для роста и восстановления. Если удалить воду из тела, примерно половина оставшегося веса (так называемого сухого веса) составляет белков. Создание новых клеток или восстановление поврежденных клеток требует белка. Белок получают из пищи, которую мы едим.
Если в рационе не хватает углеводов и пищи (например, во время голодания), белок в организме можно «сжечь» для получения энергии.
Все ферменты — это белки. Белки также могут быть преобразованы в сахар или жир, которые используются в качестве топлива. Достаточное количество белка в организме помогает поддерживать хороший уровень энергии, стабилизирует уровень сахара в крови, способствует активности надпочечников и щитовидной железы, помогает контролировать вес и помогает работе кишечника.
Важность белка в нашем рационе: Мы должны принимать правильное количество белка в нашем рационе, поскольку он является компонентом каждой клетки нашего тела, а волосы и ногти в основном состоят из белков. Наше тело использует белки для создания и восстановления тканей. Вам нужны белки , чтобы производить ферменты, гормоны и другие химические вещества организма.
Это также важный строительный блок из костей, хрящей, кожи, мышц и крови. Подобно углеводам и жирам, белок является «макроэлементом» , то есть означает, что вам нужно относительно большое его количество, чтобы оставаться здоровым (витамины и минералы, которые вам нужны только в небольших количествах, называются «микронутриентами». «).
В отличие от углеводов и жиров, ваше тело не накапливает белок, поэтому у него нет резервуара, из которого можно было бы его черпать, когда вы его истощаете. Протеиновые батончики и коктейли — отличный способ дополнить свой рацион и обеспечить получение нужного количества белка.
Различные формы белков в нашей еде: Белок поступает из различных источников, таких как мясо, молоко, рыба, соя, яйца, бобы, бобовые, и ореховое масло . Когда белки перевариваются, они оставляют после себя аминокислоты, которые необходимы человеческому организму для расщепления пищи.
Сыворотка, высококачественный источник протеина, который естественным образом содержится в молоке , представляет собой полноценный протеин и содержит все аминокислоты, которые необходимы вашему организму . В целом, белков , полученных из животных источников (т. Е. Молока, яиц и мяса), являются полноценными, но способность вашего организма использовать этот белок различается.
Белки в нашей пище: Мы едим белки животных и растений, которые являются основным источником в нашем рационе. Они фактически превращаются в аминокислотные компоненты, а затем перестраивают в наш организм белков. Это известно как переваривание белка , а затем синтез белка .
Белковые продукты можно разделить на три группы:
Концентрированный протеин Концентрированный протеин включает красное мясо, птицу, рыбу, яйца, орехи, семена, сыр, йогурт и бобы.
Продукты со средним содержанием белка Продукты со средним содержанием белка включают такие зерна, как рис, пшеница, овес, просо и ячмень. Эти продукты содержат от 6 до 14% белка и считаются неполноценными.Это означает, что их следует сочетать с другими белковыми продуктами, чтобы обеспечить полноценный белок.
Продукты с низким содержанием белка Фрукты, овощи и соки считаются продуктами с низким содержанием белка, поскольку они содержат менее 5% белка.
Сколько протеина вам нужно в день? Потребность в белке усложняется, потому что необходимое нам количество меняется с возрастом.
- Младенцам требуется около 10 граммов в день.
- Мальчикам-подросткам необходимо до 52 граммов в день.
- Девушкам-подросткам необходимо 46 граммов в день.
- Взрослым мужчинам необходимо около 56 граммов в день.
- Взрослым женщинам необходимо около 46 граммов в день.
- Беременным или кормящим женщинам потребление белка увеличивается до 71 грамма белка в день.
Большинство людей получают достаточно белка , , но некоторые могут преуспеть, добавив несколько дополнительных источников. Белок важен для многих физиологических функций, от наращивания и поддержания мышц и костей до поддержания клеток в хорошем рабочем состоянии.
Самые полезные источники белка: Существует множество продуктов, которые можно получить белками, например, мясо, рыба, яйца и растения, такие как бобов, и орехов. Невегетарианец может легко получить весь необходимый ему белок, в то время как вегетарианцу нужно выбрать правильное количество белка с небольшой осторожностью.
Список продуктов с низким содержанием углеводов и высоким содержанием белка:
Невегетарианские продукты:
Куриная грудка — отличный выбор, поскольку в ней не только много белка, но и мало жира и калорий.
Нежирное, потому что это белое мясо, и хороший выбор. Типичный размер порции — 3 унции куриной грудки, или размером с ваш кулак. Лучше всего приготовить на гриле или курицу на гриле с добавлением зелени и приправ для придания аромата, а затем добавить в салат , суп, или подать в качестве основного блюда. Отлично подходит для наращивания мышечной массы и является основным вкусным продуктом вашего рациона! Например, половина куриной грудки на гриле, которая весит 3 унции после приготовления, имеет 26.7 граммов протеина.
Индейка : Фарш из индейки — это универсальный и полезный способ насладиться белком. В нем много белка, мало калорий, его можно приготовить и использовать практически во всем.
Баранина : И баранина, и курица содержат примерно одинаковое количество белка. Большинство людей не склонны считать баранину хорошим источником белка.
Большинство кусков баранины содержат от от 20 до 25 граммов белков .В куске лопатки ягненка немного больше белков, чем в других кусках курицы. Содержание насыщенных жиров в курице и баранине разное, хотя содержание белка не сильно различается. К сожалению, баранина богата насыщенными жирами и калориями, — 4 унциями. , содержащий 331 калорий, и почти 10 г из насыщенных жиров. Тушеная лопатка ягненка возглавляет список, предлагая от 25,8 до 30.2 грамма белка на порцию объемом 3 унции. Мясо баранины содержит немного больше калорий, поэтому смешайте его с здоровыми овощами, и соусами . Но желательно не делать это своим основным источником белка.
Телятина : Телятина — отличный источник белка , , но нужно обладать вкусом. Вы можете выбрать более постные отрубы, такие как телячья голень , корейка или даже рубленая часть . Даже если вы не любитель телятины , попробуйте .
Лосось : Лосось является одним из суперпродуктов и имеет хорошее содержание жира или жирных кислот Омега-3. Эта рыба содержит много питательных веществ, а также содержит белок . Эта рыба с низким содержанием калорий и отличный выбор для вашего плана питания . Тилапия — одна из самых мягких слоеных рыб и хороший источник белка. Вы можете наслаждаться жареным, жареным или запеченным. Поэкспериментируйте с приготовлением блюд с овощами, и небольшим количеством лимонного сока и свежих трав, которые отлично подойдут для отличной еды.
Краб : Краб — тоже хороший вариант протеина, но наслаждайтесь им в запеченном, жареном или вареном виде, что на самом деле является самой здоровой и предпочтительной формой приготовления. Вкрутую
Яйцо: Яйца — отличная пища с высоким содержанием белка, которая действительно помогает нарастить мышечную массу с меньшим количеством калорий и жира, чем другие варианты. Отличный способ начать день, ведь их легко приготовить и удобно взять с собой!
Орехи и бобовые: Миндаль : Миндаль — отличный источник белка, клетчатки и полезных для сердца жиров.С 10 миндалем в ежедневном рационе вы получите необходимые питательные вещества. Употребление миндаля может даже помочь вам поддерживать здоровую массу тела. С миндалем и всеми орехами следует помнить о размере порции. Это основано на 1 унции, и вам нужно обязательно следить за ними и не есть их бездумно для получения максимальной пользы.
Грецкие орехи : Пищевая ценность грецких орехов заключается в основном в незаменимых омега-3 жирных кислотах, которыми они обладают. Грецкий орех также является богатым источником белков и, как известно, содержит большое количество белков по сравнению с яйцами.Общее содержание белка в грецких орехах составляет 24%. Вы можете добавлять грецкие орехи в салаты, смешивать их с домашней сладкой смесью с низким содержанием сахара или использовать их в качестве хрустящей начинки для плова или блюд из пасты.
Фисташки : Хотя фисташки являются отличным выбором белка , они, как и другие орехи, на немного калорийнее. Они удовлетворяют восхитительным вкусом, с высоким содержанием клетчатки, и с хорошей концентрацией белка и поэтому являются хорошим выбором.
Тофу : Тофу сам по себе не имеет хорошего вкуса, но если его добавить или пропитать другими ароматизаторами, то вкус действительно невероятный. Это одно вегетарианское блюдо с высоким содержанием белка , которое следует добавить в свой режим здорового питания.
Нут : с высоким содержанием клетчатки, с низким содержанием жира, и калорий, , но с высоким содержанием белка, они являются отличным дополнением к супу или даже жарятся сами по себе.
Хумус : Хумус отлично подходит для намазывания или макания с цельнозерновыми крекерами.Его можно легко использовать как более полезную приправу для бутербродов или просто перекусить. Он имеет приятный вкус и поэтому является отличным источником белка. Будьте осторожны, чтобы не переусердствовать, поскольку калории могут накапливаться. Белок является неотъемлемой частью любой диеты, а овощей — отличный способ добавить больше белка в свой рацион.
Белок является ключом к росту и восстановлению ваших мышц, костей, связок, тканей, и даже волос , кожи и ногтей. Он также укрепляет вашу иммунную систему и помогает организму бороться с инфекциями. Он поддерживает функций организма, таких как , пищеварение , обмен веществ и кровообращение .
Вот некоторые из лучших овощей, содержащих белок, которые включают фасоли, спаржу, кресс-салат, цветную капусту, брокколи и брюссельскую капусту, артишок и кукурузу и т. Д. Теперь вы увидите, что продуктов больше, чем вы думали.Проявите творческий подход к своему стилю приготовления и найдите новые способы добавления полезных и белковых продуктов в свой ежедневный рацион вместо использования белковых добавок.
Вы также можете следить за этой кампанией, чтобы узнать о некоторых особенностях и советах выдающихся врачей из AAPI (Американской ассоциации врачей индийского происхождения), а также узнать о полезных рецептах и диетах от популярных шеф-поваров, которые вы и ваша семья можете наслаждаться и получать удовольствие, оставаясь в форме и сильным.
Чтобы подписаться, нажмите: https://www.facebook.com/AAPIChildhoodObesity
Наслаждайтесь здоровым питанием и Будьте в форме. Be Cool !
20 аминокислот, входящих в состав белков | Улучшение жизни с помощью аминокислот | О нас | Глобальный веб-сайт Ajinomoto Group
Как известно, различные аминокислоты являются основными компонентами, из которых состоят белки.Аминокислоты составляют важную часть человеческого тела и диеты. Они чрезвычайно важны для правильного функционирования человеческого тела; следовательно, важно понимать, сколько аминокислот составляют белки. Давайте перейдем к выяснению, сколько аминокислот действительно составляют белки.
Сколько аминокислот помогает вырабатывать белки?
В природе идентифицировано около 500 аминокислот, но только 20 аминокислот составляют белки, обнаруженные в организме человека. Давайте узнаем обо всех этих 20 аминокислотах и типах различных аминокислот.
Типы всех аминокислот
Все 20 аминокислот подразделяются на две разные аминокислотные группы. Незаменимые и заменимые аминокислоты вместе составляют 20 аминокислот. Из 20 аминокислот 9 являются незаменимыми аминокислотами, а остальные — заменимыми аминокислотами. Давайте посмотрим на каждую аминокислоту в соответствии с их классификацией.
Незаменимые аминокислоты
BCAA (валин, лейцин и изолейцин)
Аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) представляют собой группу из трех аминокислот (валин, лейцин и изолейцин), которые имеют молекулярную структуру с разветвлением.BCAA богаты мышечными белками, стимулируют рост мышц в организме и обеспечивают энергию во время упражнений.
Лизин
Лизин — одна из наиболее часто упоминаемых незаменимых аминокислот. Такие продукты, как хлеб и рис, как правило, содержат мало лизина. Например, по сравнению с идеальным аминокислотным составом в пшенице мало лизина. Университет Организации Объединенных Наций провел исследование людей в развивающихся странах, которые зависят от пшеницы как источника белка, и обнаружил нехватку лизина в их рационе.Недостаток лизина и других аминокислот может привести к серьезным проблемам, таким как задержка роста и тяжелые заболевания.
Треонин
Незаменимая аминокислота, которая используется для создания активного центра ферментов.
Фенилаланин
Незаменимая аминокислота, которая используется для производства многих типов полезных аминов.
метионин
Незаменимая аминокислота, которая используется для производства множества различных веществ, необходимых организму.
Гистидин
Незаменимая аминокислота, используемая для производства гистамина.
Триптофан
Незаменимая аминокислота, используемая для производства многих типов полезных аминов.
Незаменимые аминокислоты
Глютамин
Глютамин — одна из самых распространенных аминокислот в организме. Глютамин защищает желудок и желудочно-кишечный тракт. В частности, глутамин используется для выработки энергии в желудочно-кишечном тракте. Глютамин способствует метаболизму алкоголя для защиты печени.
Аспартат
Аспартат — одна из аминокислот, наиболее пригодных для получения энергии.Аспартат — одна из аминокислот, наиболее близко расположенных к циклу трикарбоновой кислоты (ТСА) в организме, который производит энергию. Цикл TCA подобен двигателю, который приводит в движение автомобили. Каждая клетка нашего тела производит энергию.
Глутамат
Бульон комбу, используемый в японской кулинарии, содержит глутамат. Глутамат является основой умами, а свободный глутамат содержится в комбу, помидорах и сыре. Внутри организма глутамат используется как важный источник незаменимых аминокислот.
Аргинин
Аргинин играет важную роль в открытии вен для улучшения кровотока. Оксид азота, открывающий вены, сделан из аргинина. Аргинин — полезная аминокислота для удаления избытка аммиака из организма. Аргинин повышает иммунитет.
Аланин
Аланин поддерживает функцию печени. Аланин используется для производства глюкозы, необходимой организму. Аланин улучшает метаболизм алкоголя.
Пролин
Пролин — одна из аминокислот, содержащихся в коллагене, который составляет ткань кожи.Пролин — одна из важнейших аминокислот естественного увлажняющего фактора (NMF), который сохраняет кожу влажной.
Цистеин
Цистеин уменьшает количество производимой черной пигментации меланина. Цистеин много в волосах на голове и теле. Цистеин увеличивает количество желтого меланина, производимого вместо черного меланина.
Аспарагин
Аминокислота, обнаруженная из спаржи. И аспарагин, и аспартат расположены близко к циклу трикарбоновой кислоты (ТСА), который производит энергию.
Серин
Аминокислота, используемая для производства фосфолипидов и глицериновой кислоты.
Глицин
Незаменимая аминокислота, вырабатываемая в организме. В организме много глицина. Он действует как передатчик в центральной нервной системе и помогает регулировать такие функции организма, как движение и сенсорное восприятие. Глицин составляет одну треть коллагена.
Тирозин
Тирозин используется для получения многих типов полезных аминов. Тирозин относится к группе ароматических аминокислот вместе с фенилаланином и триптофаном.
Контент, который может вам понравиться
Что такое аминокислоты?
Аминокислоты — незаменимые соединения, общие для всех живых существ, от микробов до людей. Все живые тела содержат одни и те же 20 типов аминокислот. Что такое …
Факты об аминокислотах
Часто задаваемые вопросы об аминокислотахОбщие вопросы об аминокислотахВ чем разница между аминокислотой и пептидом? Белки состоят из сотен…
Строительные блоки белка в организме
Есть два типа аминокислот: незаменимые и заменимые. Человеческое тело не производит эти белки, хотя они жизненно важны для поддержания жизни человека. Это означает, что вы должны получать их с белками, содержащимися в растительной и животной пище.
Восемь незаменимых аминокислот:
- Изолейцин
- Лейцин
- Лизин
- метионин
- Фенилаланин
- Треонин
- Триптофан
- Валин
В дополнение к этим восьми существует гистидин .Технически он принадлежит к списку незаменимых аминокислот. Однако детский организм не вырабатывает достаточное количество гистидина и, следовательно, должен получать добавки с пищей.
Продукты, богатые изолейцином
Молоко и молочные продукты
Яйца
Курица
Говядина
Свинина
Орехи и семена
Бобовые, горох, фасоль и арахисовое масло
Продукты, богатые лейцином
Сыр Пармезан
Соевые бобы
Куриная грудка
Тунец
Говядина
Орехи
Соевые бобы
Продукты, богатые лизином
Постная говядина
Свинина
Сыр пармезан
Индейка и курица
Тунец, приготовленный
Яйца
Белая фасоль
Продукты, богатые метионином
Рыба и моллюски
Сыр Пармезан
Белая фасоль
Яйца
Индейка и курица
Постная говядина
Баранина
Продукты, богатые фенилаланином
Сыр пармезан
Молочные продукты
Постная говядина и баранина
Яйца
Бобы пинто
Соевые бобы
Белые бобы
Продукты, богатые треонином
Индейка и курица
Сыр пармезан
Постная говядина и баранина
Рыба и моллюски
Орехи
Белая фасоль
Соевые бобы
Продукты, богатые триптофаном
Семена и орехи
Баранина
Курица и индейка
Рыба и крабы
Фасоль
Говядина
Соевые бобы
Продукты, богатые валином
Молочные продукты, сыр и яйца
Семена и орехи
Рыба
Свинина
Говядина
Фасоль
Курица и индейка
Продукты, богатые гистидином
Рыба
Свинина
Фасоль
Яйца и молочные продукты
Семена и орехи
Индейка и курица
Соевые бобы
Не все эти источники равны.Некоторые содержат большее количество белка с более высокой биологической ценностью, особенно белки животных. Конечно, это не означает, что вы не можете получить необходимые белки и аминокислоты из вегетарианской диеты. Это означает, что вам нужно комбинировать разные источники, которые дополняют друг друга. Например, фасоль и тосты дополняют друг друга, помогая вашему организму более эффективно усваивать белки, содержащиеся в фасоли.
Аминокислоты | Спросите у биолога
Белковые части
Белки — это не то же самое, что строительные блоки Lego, но белки имеют особую форму, которую можно использовать для построения частей тела.Портрет Джонсона Ригейры Lego через Викимедиа. Щелкните изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
Так же, как домик Lego сделан из кирпичей, белки состоят из множества крошечных строительных блоков. Эти строительные блоки называются аминокислотами.
Чтобы построить белок, сначала аминокислоты соединяются в длинные цепи. Эти цепочки аминокислотных строительных блоков затем могут складываться в любые формы. Некоторые цепочки складываются в спирали. Другие цепочки делают зигзагообразные листы и петли.
Комбинируя эти спирали, листы и петли, получается трехмерная форма белка.Вы также можете комбинировать несколько цепочек аминокислот, чтобы сделать белок еще большей формы.
21 — это все, что нужно
Человеческое тело использует всего 21 аминокислоту для производства всех белков, необходимых для функционирования и роста. Поскольку аминокислоты могут быть расположены во многих различных комбинациях, ваше тело может производить тысячи различных видов белков из одной и той же 21 аминокислоты. Вы можете увидеть книги, в которых говорится, что аминокислот всего 20. Не волнуйтесь, это только потому, что 21-й был обнаружен совсем недавно, и еще не все книги дошли до него.
21 аминокислота. Щелкните изображение, чтобы увидеть его в увеличенном виде.
Незаменимые аминокислоты
Есть девять аминокислот, которые ваше тело не может вырабатывать. Их называют незаменимыми аминокислотами, то есть они необходимы для жизни. Они содержатся в таких продуктах, как молоко, яйца и мясо, а также в самых разных растениях. Это одна из причин, почему вы не можете долго жить на диете, состоящей только из кукурузных чипсов. Незаменимые аминокислоты были обнаружены в ходе эксперимента по тестированию чего-то очень похожего на «диету с кукурузными чипсами».
Ученые кормили крыс диетой, в которой был только кукурузный белок, и наблюдали за результатами. Они заметили, что крысы, соблюдающие эту диету, заболевают и в конечном итоге умирают. Однако когда больным крысам давали белок из молока, им становилось лучше. Это показало ученым, что что-то в молочном белке необходимо для здоровья крыс, что они не могут жить без него.
Откуда берутся аминокислоты?
К продуктам с высоким содержанием белка относятся мясо, рыба, яйца, орехи, шпинат, спаржа, бобы и брюссельская капуста.
Точно так же, как домик Lego, построенный из кубиков Lego, можно разобрать на части, а из кубиков построить что-то совершенно другое (например, действительно крутого тираннозавра), ваше тело может разобрать на части строительные блоки аминокислот, из которых состоит белок и повторно использовать их для создания новых, совершенно других белков. Даже ваше тело знает, что переработка — это действительно круто!
Но откуда берутся эти строительные блоки из аминокислот? Оказывается, ваши клетки могут производить большую часть необходимых им аминокислот из других молекул вашего тела.Однако девять из этих аминокислот он не может производить, поэтому вы должны получать их из пищи, которую вы едите. В противном случае это было бы похоже на то, что в наборе Lego не хватает девяти видов кирпичей, чтобы быть полным набором. Есть определенные вещи, которые невозможно построить без недостающих строительных блоков.
Проект Human Proteoform по картированию белков в организме человека
Теперь, когда проект «Геном человека» официально завершен, международная группа исследователей нанесет на карту всю коллекцию белков в человеческом теле.
Планы и цели проекта Human Proteoform были изложены в статье, опубликованной на прошлой неделе (12 ноября) в журнале Science Advances. Это крупное предприятие будет охарактеризовать известные протеоформы (специфические белковые молекулы), а также будет направлено на систематическое обнаружение и анализ новых в тканях, клетках и жидкостях человека.
«Все мы построены из белков, и большинство лекарств нацелены на белки», — сказал Нил Келлехер из Северо-Западного университета, всемирно известный пионер протеомики и автор статьи.«Но понимание белков — это открытая область. Как и другие основополагающие моменты в науке и технологиях, этот проект станет крупным достижением, которое поможет нам более полно понять роль белков во всех типах болезней, старении и новых методах лечения ».
Нил Келлехер
Келлехер — профессор молекулярной биологии имени Уолтера и Мэри Гласс, профессор химии Северо-Западного колледжа искусств и наук Вайнберга и профессор медицины Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета.Он также является директором Института химии жизненных процессов (CLP) и директором факультета Northwestern Proteomics, центра передового опыта в рамках CLP, который разрабатывает новые платформы для открытия и диагностики лекарств. Келлехер является соавтором статьи с Консорциумом по нисходящей протеомике.
Человеческое тело состоит из не менее 20 000 отдельных генов, и из каждого гена белки перерабатываются в различные формы (или протеоформы). Итак, для 20 300 генов существуют миллионы уникальных протеоформ, созданных из-за генетических вариаций, модификаций или альтернативного сплайсинга.
«Существует семейство протеоформ для каждого гена человека», — сказал Келлехер. «А протеоформы живут собственной жизнью. Они могут быть активированы или подавлены после того, как произведены, и их разнообразие неизвестным образом широко варьируется в разных типах наших клеток. Понять, из каких именно белков мы состоим, сложно и сложно, и для этого потребуются серьезные глобальные усилия ».
Как и другие важные моменты в науке и технологиях, этот проект станет крупным достижением, которое поможет нам лучше понять роль белков во всех типах болезней, старении и новых методах лечения.
Нил Келлехер
пионер протеомики
Конечная цель Human Proteoform Project — создать окончательный и всеобъемлющий Атлас протеоформ человека, справочный набор, который будет общедоступным и доступным для всех, в том числе для многих протеомных компаний, которые недавно начали продвигаться в частном секторе. Чтобы разработать этот обширный высококачественный атлас, исследователи должны ускорить разработку новых мощных современных технологий для глубокого анализа протеоформ.
Келлехер выразил надежду, что исследователи, врачи, клиницисты, ученые и инженеры внесут свой вклад в глобальные усилия.
«Вместе с нашими сотрудниками по всему миру мы рады представить новое поколение протеомики», — сказал Келлехер. «Определение протеома человека позволит нам действительно ускорить темпы биомедицинских исследований и открытий».
Исследование «Проект протеоформ человека: определение протеома человека» было поддержано Ассоциацией ALS (номер награды 508452), Национальными институтами здравоохранения (номера награды R01 HL096971, GM117058, GM125085 и P41GM1085698), Национальным институтом общей медицины. Медицинские науки (номера наград P41GM1085698 и R35GM126914) и U.S. Министерство энергетики (номер награды DE-FC02-02ER63421).
Введение в белки — питание человека
Цели обучения
К концу этой главы вы сможете:
- Опишите роль и структуру белков
- Опишите функции белков в организме
- Опишите последствия белкового дисбаланса
Белок составляет примерно 20 процентов человеческого тела и присутствует в каждой отдельной клетке.Слово протеин — это греческое слово, означающее «исключительно важное значение». Белки называют рабочими лошадками жизни, поскольку они обеспечивают структуру тела и выполняют широкий спектр функций. Благодаря богатым белком мышцам вы можете стоять, ходить, бегать, кататься на коньках, плавать и т. Д. Белок необходим для правильного функционирования иммунной системы, пищеварения, роста волос и ногтей, а также участвует во многих других функциях организма. Фактически, по оценкам, в человеческом теле существует более ста тысяч различных белков.В этой главе вы узнаете о компонентах белка, важной роли, которую белок выполняет в организме, о том, как организм использует белок, о рисках и последствиях, связанных с избытком или недостатком белка, и о том, где найти здоровые источники белка. ваша диета.
Что такое белок?
Проще говоря, белки — это макромолекулы, состоящие из аминокислот. Аминокислоты обычно называют строительными блоками белка. Белки имеют решающее значение для питания, обновления и продолжения жизни.Белки содержат элементы углерод, водород и кислород так же, как углеводы и липиды, но белки являются единственным макроэлементом, содержащим азот. В каждой аминокислоте элементы расположены в определенной конформации вокруг углеродного центра. Каждая аминокислота состоит из центрального атома углерода, соединенного с боковой цепью, водорода, азотсодержащей аминогруппы и группы карбоновой кислоты — отсюда и название «аминокислота». Аминокислоты отличаются друг от друга тем, какая конкретная боковая цепь связана с углеродным центром.
Рисунок 6.1 Структура аминокислот
Изображение Allison Calabrese / CC BY 4.0
Аминокислоты содержат четыре элемента. Расположение элементов вокруг углеродного центра одинаково для всех аминокислот. Отличается только боковая цепь (R).
Все в боковой цепи
Боковая цепь аминокислоты, иногда называемая группой «R», может быть такой же простой, как одна водородная связь с углеродным центром, или такой сложной, как шестиуглеродное кольцо, связанное с углеродным центром. Хотя каждая боковая цепь из двадцати аминокислот уникальна, между ними есть некоторые химические сходства.Таким образом, их можно разделить на четыре разные группы. Это неполярные, полярные, кислотные и основные.
Рисунок 6.2. Различные группы аминокислот
Аминокислоты подразделяются на четыре группы. Это неполярные, полярные, кислотные и основные.
Незаменимые и заменимые аминокислоты
Аминокислоты дополнительно классифицируются на основе пищевых аспектов. Напомним, что существует двадцать различных аминокислот, и мы требуем, чтобы все они производили множество различных белков, встречающихся в организме.Одиннадцать из них называются заменимыми аминокислотами, потому что организм может их синтезировать. Однако девять из аминокислот называются незаменимыми аминокислотами, потому что мы не можем синтезировать их вообще или в достаточных количествах. Они должны быть получены из рациона. Иногда в младенчестве, росте и в болезненных состояниях организм не может синтезировать достаточное количество некоторых заменимых аминокислот, и с пищей требуется их большее количество. Эти типы аминокислот называются условно незаменимыми аминокислотами.Пищевая ценность белка зависит от того, какие аминокислоты он содержит и в каком количестве.
Таблица 6.1 Незаменимые и заменимые аминокислоты
| Essential | Несущественное |
| Гистидин | Аланин |
| Изолейцин | Аргинин * |
| Лейцин | Аспарагин |
| Лизин | Аспарагиновая кислота |
| метионин | Цистеин * |
| фенилаланин | Глутаминовая кислота |
| Треонин | Глютамин * |
| Триптофан | Глицин * |
| Валин | пролин * |
| Серин | |
| тирозин * | |
| * Условно незаменимый |
Множество различных типов белков
Как уже говорилось, в организме человека насчитывается более ста тысяч различных белков.Производятся разные белки, потому что существует двадцать типов встречающихся в природе аминокислот, которые объединяются в уникальные последовательности с образованием полипептидов. Эти полипептидные цепи затем складываются в трехмерную форму с образованием белка (см. Рисунок 6.3 «Образование полипептидов»). Кроме того, белки бывают разных размеров. Гормон инсулин, регулирующий уровень глюкозы в крови, состоит всего из пятидесяти одной аминокислоты; тогда как коллаген, белок, который действует как клей между клетками, состоит из более чем тысячи аминокислот.Титин — самый крупный из известных белков. Он отвечает за эластичность мышц и состоит из более чем двадцати пяти тысяч аминокислот! Обильные вариации белков обусловлены бесконечным количеством аминокислотных последовательностей, которые могут быть образованы. Чтобы сравнить, сколько разных белков можно создать всего из двадцати аминокислот, подумайте о музыке. Вся музыка, существующая в мире, была получена из базового набора из семи нот C, D, E, F, G, A, B и их вариаций. В результате получается огромное количество музыки и песен, состоящих из определенных последовательностей этих основных музыкальных нот.Точно так же двадцать аминокислот могут быть связаны друг с другом в невероятное количество последовательностей, гораздо большее, чем возможно для семи музыкальных нот для создания песен. В результате могут быть созданы огромные вариации и потенциальные аминокислотные последовательности. Например, если аминокислотная последовательность белка составляет 104 аминокислоты, возможные комбинации аминокислотных последовательностей равны 20104, то есть 2 с 135 нулями!
Рисунок 6.3. Образование полипептидов
.
Изображение Эллисон Калабрезе / CC BY 4.0
Строительные белки с аминокислотами
Построение белка состоит из сложной серии химических реакций, которые можно свести к трем основным этапам: транскрипция, трансляция и сворачивание белка. Первым шагом в создании белка является транскрипция (копирование) генетической информации из двухцепочечной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в одноцепочечную макромолекулу-мессенджер рибонуклеиновую кислоту (РНК). РНК химически похожа на ДНК, но имеет два отличия; во-первых, в его основе используется сахарная рибоза, а не дезоксирибоза; и, во-вторых, он содержит нуклеотидное основание урацил, а не тимидин.РНК, которая транскрибируется с данного фрагмента ДНК, содержит ту же информацию, что и эта ДНК, но теперь она находится в форме, которую может прочитать производитель клеточного белка, известный как рибосома. Затем РНК инструктирует клетки собрать все необходимые аминокислоты и добавить их в растущую белковую цепь в очень определенном порядке. Этот процесс называется переводом. Расшифровка генетической информации для синтеза белка — центральная основа современной биологии.
Рисунок 6.4 шага для создания белка
Построение белка включает три этапа: транскрипцию, трансляцию и фолдинг. Во время трансляции каждая аминокислота соединяется со следующей аминокислотой специальной химической связью, называемой пептидной связью. Пептидная связь образуется между группой карбоновой кислоты одной аминокислоты и аминогруппой другой, высвобождая молекулу воды. Третий шаг в производстве белка заключается в его свертывании в правильную форму. Определенные аминокислотные последовательности содержат всю информацию, необходимую для самопроизвольного складывания в определенную форму.Изменение аминокислотной последовательности вызовет изменение формы белка. Каждый белок в организме человека отличается по аминокислотной последовательности и, следовательно, по форме. Вновь синтезированный белок структурирован для выполнения определенной функции в клетке. Белок, содержащий неправильно размещенную аминокислоту, может не функционировать должным образом, и это иногда может вызвать заболевание.
Белковая организация
Структура
Protein позволяет ему выполнять множество функций. Белки похожи на углеводы и липиды в том, что они представляют собой полимеры простых повторяющихся единиц; однако белки имеют гораздо более сложную структуру.В отличие от углеводов, которые имеют идентичные повторяющиеся единицы, белки состоят из аминокислот, которые отличаются друг от друга. Кроме того, белок состоит из четырех различных структурных уровней.
Первичный : Первый уровень — это одномерная последовательность аминокислот, которые удерживаются вместе пептидными связями. Углеводы и липиды также представляют собой одномерные последовательности своих соответствующих мономеров, которые могут быть разветвленными, спиралевидными, волокнистыми или глобулярными, но их конформация гораздо более случайна и не организована их последовательностью мономеров.
Вторичный : Второй уровень структуры белка зависит от химических взаимодействий между аминокислотами, которые заставляют белок складываться в определенную форму, такую как спираль (например, спиральная пружина) или лист.
Третичный : Третий уровень структуры белка трехмерен. Поскольку различные боковые цепи аминокислот химически взаимодействуют, они либо отталкиваются, либо притягиваются друг к другу, что приводит к складчатой структуре. Таким образом, определенная последовательность аминокислот в белке заставляет белок складываться в определенную организованную форму.
Четвертичный : Четвертый уровень структуры достигается, когда фрагменты белка, называемые пептидами, объединяются в один более крупный функциональный белок. Белок гемоглобин является примером белка, имеющего четвертичную структуру. Он состоит из четырех пептидов, которые связываются вместе, образуя функциональный переносчик кислорода.
Структура протеина также влияет на его питательные качества. Большие волокнистые белковые структуры труднее переваривать, чем более мелкие белки, а некоторые, например кератин, не перевариваются.Поскольку переваривание некоторых волокнистых белков является неполным, не все аминокислоты абсорбируются и доступны для использования организмом, что снижает их пищевую ценность.
Рисунок 6.5 Четыре структурных уровня белков
Изображение OpenStax / CC BY 4.0
Пожилым женщинам может быть полезно более высокое количество белка
24 марта 2014 г.
ВЕСТ-ЛАФАЙЕТ, штат Индиана. Согласно новому исследованию Университета Пердью, пожилым женщинам может быть полезно потреблять на 29 процентов больше белка, чем рекомендуют текущие рекомендации по питанию.
«Наши данные свидетельствуют о том, что текущая оценка диетических потребностей в белке может быть слишком низкой, и подтверждают, что необходимы дополнительные исследования для определения точного количества белка для пожилых людей», — сказал профессор диетологии Уэйн У. Кэмпбелл, эксперт по диетическому белку и здоровью человека. . «Я думаю, что текущие рекомендуемые значения диетических добавок играют важную роль, поскольку они являются основой национальных и международных программ кормления, но эти результаты, наряду с предыдущими исследованиями, показывают, что потребление количества белка, умеренно превышающего текущие рекомендованные диетические нормы, может оказаться полезным.«
Исследование, финансируемое Национальным институтом здоровья, опубликовано в текущем американском журнале клинического питания. В настоящее время рекомендуемая диета для женщин старше 70 лет составляет 0,36 грамма на каждый фунт веса тела или 46 граммов белка для женщины весом 130 фунтов. Эта сумма одинакова для всех женщин 19 лет и старше.
«Текущие рекомендуемые нормы потребления пищи для пожилых людей основаны на данных, собранных у молодых людей и экстраполированных на пожилых людей.Кроме того, научный метод, используемый в течение последних 50 лет для определения потребности в белке, не идеален для пожилых людей «, — сказал Кэмпбелл.
Кэмпбелл работал с учеными, которые разработали новый неинвазивный метод оценки количества белка. Эти ученые — Раджавел Эланго из Университета Британской Колумбии; Пол Б. Пенчарз, Университет Торонто; и Рональд О. Болл, Университет Альберты. Также в команду входят бывший докторант Purdue по питанию Минхуа Тан, доцент-исследователь в Университете Колорадо, и Джордж П.МакКейб, профессор статистики и заместитель декана Научного колледжа Пердью.
Метод окисления индикаторных аминокислот применялся у детей и юношей, и это был первый раз, когда он применялся у пожилых людей. В этом исследовании шесть женщин в возрасте от 80 до 87 лет употребляли напитки с 20 аминокислотами, строительными блоками для высококачественных белков, включая фенилаланин и тирозин, в семь разных дней тестирования в течение трех месяцев исследования. Количество аминокислот в напитках было различным каждый день тестирования, и изотопный индикатор измерялся в их дыхании и образцах мочи, периодически собираемых в течение каждого восьмичасового периода тестирования.
«Когда в вашем рационе недостаточно этих аминокислот, ваше тело не сможет производить столько белка», — сказал Кэмпбелл. «Когда эти женщины ели небольшое количество аминокислот, количество углекислого газа, содержащего индикаторный изотоп, было выше в их дыхании, потому что фенилаланин расщеплялся, а не использовался для производства белков. По мере увеличения количества аминокислот, количество углекислого газа с индикатором было ниже, потому что их тела были способны синтезировать больше белков.«
Определение необходимого количества белка для потребления пожилыми людьми особенно важно, потому что они испытывают естественную потерю мышечной массы, сказал Кэмпбелл. Потеря мышц приводит к слабости и нестабильности, что может отрицательно сказаться на повседневных физических способностях и повысить риск падений.
«По мере того, как люди стареют, им нужно меньше калорий, поэтому они едят меньше еды и меньше белка», — сказал Кэмпбелл. «Соотношение калорий с белком остается неизменным, если только вы резко не измените пищевые привычки, что делают немногие.Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить оптимальное количество белка для людей старше 70 лет, которое поможет им сохранить свои функциональные способности и здоровье ».
Автор: Эми Паттерсон Нойберт, 765-494-9723, [email protected]
Источник: Уэйн Кэмпбелл, 765-494-8236, [email protected]
Похожие сайты:
Колледж здравоохранения и гуманитарных наук
Примечание для журналистов : Журналисты, заинтересованные в копии журнальной статьи, могут связаться с Эми Паттерсон Нойберт, Служба новостей Purdue, по телефону 765-494-9723, apatterson @ purdue.edu
РЕФЕРАТ
Оценка потребности в белке у восьмидесятилетних женщин с использованием методики индикаторного аминокислотного окисления
Минхуа Тан, Джордж П. Маккейб, Раджавел Эланго, Пол Б. Пенчарз, Рональд О. Болл и Уэйн В. Кэмпбелл
Предпосылки: Данные о потребностях пожилых людей в белке ограничены, поскольку нецелесообразно проводить повторные протоколы азотного баланса у этих уязвимых людей.
Цель: это исследование было разработано для определения потребности пожилых женщин в пищевом белке с использованием недавно разработанного метода минимально инвазивного индикаторного окисления аминокислот (IAAO).
Дизайн: Шесть белых женщин в возрасте 80-87 лет [среднее ± SEM: 82 ± 1 год и индекс массы тела (в кг / м 2 ) 26 ± 2] прошли 3-й протокол 7 раз. Каждая женщина соблюдала адаптационную диету в течение 2 дней, а на 3 день потребляла полную тестовую диету с кристаллической смесью аминокислот, содержащей 1 из 7 поступлений белка (0.1, 0,3, 0,6, 0,9 1,2, 1,5 или 1,8 г • кг -1 • d -1 ) протестировано случайным образом. Потребность в белке для группы оценивалась с помощью нелинейной смешанной модели потребления белка и окисления L- [1- 13 C] фенилаланина. Точка останова, при которой не было дальнейшего снижения скорости появления 13 ° C в выдыхаемом воздухе, использовалась как показатель средней потребности в белке.
Результаты: Средняя потребность в белке (95% ДИ) составила 0,85 (0,60, 1,09) г • кг -1 • д -1 .Это требование на 29 процентов выше, чем текущая расчетная средняя потребность (EAR) для взрослых в 0,66 • кг -1 • d -1 на основе метода азотного баланса, хотя 95% доверительный интервал включает текущий EAR. Соответствующая адекватная норма белка 1,15 (0,77, 1,54) г • кг -1 • д -1 на 44% выше, хотя 95% ДИ включает Рекомендуемую суточную норму потребления (RDA) 0,80 г • кг — 1 • d -1 .